综采跟机工艺数字孪生系统架构与关键技术崔耀，李天越，叶壮，刘军伟（北京天玛智控科技股份有限公司，北京101399）摘要：针对综采自动化跟机工艺设计和参数调试成本高、周期长、过程繁琐的问题，提出了综采跟机工艺数字孪生系统架构，从物理设备、虚实交互、孪生数据、机理模型、仿真算法和工艺应用等层面进行分析，并对跟机工艺数据传输和存储、跟机工艺历史回放、实时跟机工艺孪生演绎、跟机工艺预演仿真、跟机工艺指令调度等关键技术进行了详细描述。提出了综采跟机工艺数字孪生系统技术路线：通过万兆光纤环网+5G通信将采煤机工艺动作数据汇集到采煤机主机，将串行支架控制器发出的支架工艺动作数据汇集到电液控主机，对工艺数据按动作时序进行收集、归类、编码，作为工艺过程回放的数据源；同时，主机将实时上报的跟机工艺数据转发给三维数字孪生系统，在三维虚拟场景中孪生演绎跟机过程；在人机交互界面完成跟机工艺参数配置后，可在三维场景中预演综采跟机工艺过程；在实时开采过程中，汇集各类传感数据，结合预演无误的跟机工艺，系统统筹下发工艺调度指令，将支架控制器从决策者转变为执行者，克服因井下空间不足导致控制器算力有限的局限性。现场应用结果表明，综采跟机工艺数字孪生系统可为综采跟机工艺设计、参数配置、仿真测试提供技术参考，使跟机工艺开发周期由14d缩短至1d，跟机工艺设计修改更加便捷，综采工作面跟机自动化率提高到90%以上。关键词：综采工作面；跟机工艺；数字孪生；虚实交互；孪生演绎；预演仿真；指令调度中图分类号：TD67文献标志码：ADigitaltwinsystemarchitectureandkeytechnologyoffollowingprocessforfullymechanizedminingCUIYao,LITianyue,YEZhuang,LIUJunwei(BeijingTianmaIntelligentControlTechnologyCo.,Ltd.,Beijing101399,China)Abstract:Theprocessdesignandparameterdebuggingofautomaticfollowingmachineforfullymechanizedminingarecostly,time-consumingandcumbersome.Inordertosolvetheaboveproblems,thedigitaltwinsystemarchitectureoffollowingprocessforfullymechanizedminingisproposed.Thestudyanalyzestheaspectsofphysicalequipment,virtualandrealinteraction,twindata,mechanismmodel,simulationalgorithmandprocessapplication.Thekeytechnologiessuchasthetransmissionandstorageofthefollowingprocessdata,theplaybackofthefollowingprocesshistory,thereal-timefollowingpr...
